FR3084216A1 - DEVICE FOR EMULATING A BILAME, AND DEVICE FOR PROTECTING AN ELECTRIC LINE FROM OVERCURRENT - Google Patents

DEVICE FOR EMULATING A BILAME, AND DEVICE FOR PROTECTING AN ELECTRIC LINE FROM OVERCURRENT Download PDF

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Abstract

L'invention se rapporte à un dispositif d'émulation (EMU) d'un bilame, le dispositif d'émulation (EMU) comprenant un capteur de courant (CC) apte à mesurer un courant de ligne (IP) parcourant le dispositif d'émulation (EMU), le dispositif d'émulation (EMU) étant apte à fournir une valeur représentative d'un état thermique cumulé (Eth_n) dans le temps t, appelée état thermique cumulé (Eth_n), en additionnant par récurrence une valeur représentative d'un état thermique initial (Eth_i), appelée état thermique initial (Eth_i), et une valeur représentative d'un état thermique actuel (Eth_on, Eth_off), appelée état thermique actuel (Eth_on, Eth_off), déterminé en fonction du courant de ligne (IP).The invention relates to an emulation device (EMU) of a bimetallic strip, the emulation device (EMU) comprising a current sensor (CC) capable of measuring a line current (IP) flowing through the device. emulation (EMU), the emulation device (EMU) being able to provide a value representative of a cumulative thermal state (Eth_n) in time t, called cumulative thermal state (Eth_n), by adding by recurrence a representative value d 'an initial thermal state (Eth_i), called initial thermal state (Eth_i), and a value representative of a current thermal state (Eth_on, Eth_off), called current thermal state (Eth_on, Eth_off), determined according to the line current (IP).

Description

DISPOSITIF D’EMULATION D’UN BILAME, ET DISPOSITIF DE PROTECTION D’UNE LIGNE ELECTRIQUE VIS-A-VIS D’UNE SURINTENSITEDEVICE FOR EMULATING A BILAME, AND DEVICE FOR PROTECTING AN ELECTRIC LINE FROM OVERCURRENT

L’invention se rapporte à un dispositif de protection thermique d une ligne électrique. Elle s’applique en particulier, mais de façon non limitative, au domaine de l’aéronautique, et plus précisément à la protection thermique des câbles qui peuvent alimenter un groupe auxiliaire de puissance (utilisé par exemple lors des phases de roulage d’un aéronef).The invention relates to a device for thermal protection of an electric line. It applies in particular, but not limited to, the aeronautical field, and more specifically to the thermal protection of the cables which can supply an auxiliary power unit (used for example during the taxiing phases of an aircraft ).

Les lignes électriques subissent des échauffements principalement dus à la circulation du courant. Les échauffements peuvent créer des dommages sur la ligne électrique, par exemple un ramollissement du plastique entourant le câble électrique, voire un dégagement de fumée en cas de surchauffe intense. Il est nécessaire de prévoir des moyens de déconnexion des lignes électriques en cas de surchauffe afin de tes protéger. La protection peut s’étendre à un circuit électrique connecté à la ligne électrique, tel que les générateurs, les lignes électriques de distribution d énergie produite par les générateurs et les charges alimentées par les lignes. Les charges peuvent être de plusieurs types : les charges principalement résistives, par exemple mises en œuvre en avionique pour te chauffage ou 1e dégivrage, et tes charges principalement inductives par exemple formée par les bobinages de machines tournantes.Power lines are overheated mainly due to the flow of current. Overheating can create damage to the power line, for example a softening of the plastic surrounding the electric cable, or even smoke in the event of intense overheating. It is necessary to provide means for disconnecting the power lines in the event of overheating in order to protect yourself. The protection can extend to an electrical circuit connected to the power line, such as generators, power lines for the distribution of energy produced by generators and the loads supplied by the lines. The loads can be of several types: mainly resistive loads, for example implemented in avionics for heating or defrosting, and your mainly inductive loads for example formed by the windings of rotating machines.

Il est par exempte possible de protéger une ligne contre une surintensité au moyen d’un fusible dont le rôle est de déconnecter la ligne électrique lorsque le courant électrique circulant dans la ligne dépasse une intensité donnée pendant un temps donné. Les fusibles peuvent être temporisés, notamment pour autoriser te passage de courants importants pendant de courtes durées. Ceci est notamment nécessaire lors du démarrage de machines électriques, où un courant de forte intensité peut être requis. La protection par fusible est peu précise et nécessite un changement du fusible lorsque celui-ci a coupé le courant. Le fusible est principalement utilisé pour pallier des défaillances graves de type court circuit.It is for example possible to protect a line against an overcurrent by means of a fuse whose role is to disconnect the power line when the electric current flowing in the line exceeds a given intensity for a given time. Fuses can be time-delayed, in particular to allow the passage of large currents for short periods of time. This is particularly necessary when starting electrical machines, where a high current may be required. The fuse protection is not very precise and requires a change of the fuse when it has cut the current. The fuse is mainly used to compensate for serious short circuit faults.

Afin d’éviter d’avoir à changer des fusibles, des disjoncteurs thermiques peuvent être mis en œuvre. Les disjoncteurs thermiques sont généralement équipés d’un bilame formé d’une poutre composite comprenant deux matériaux de coefficients de dilatation thermique différents. Lorsqu’un courant excessif traverse te bilame, celui-ci se déforme par effet Joule provoquant mécaniquement l’ouverture de la ligne. Par rapport au fusible, le disjoncteur thermique présente l’avantage de ne pas nécessiter son changement en cas de déclenchement. L’utilisation de l’effet Joute pour ouvrir la ligne tend à temporiser le déclenchement.In order to avoid having to change fuses, thermal circuit breakers can be used. Thermal circuit breakers are generally equipped with a bimetallic strip formed by a composite beam comprising two materials with different coefficients of thermal expansion. When an excessive current crosses the bimetallic strip, it deforms by the Joule effect mechanically causing the opening of the line. Compared to the fuse, the thermal circuit breaker has the advantage of not requiring its change in the event of tripping. Using the Joust effect to open the line tends to delay triggering.

Cependant, la protection est, comme pour les fusibles, peu précise. De plus, les disjoncteurs à bilame ont une durée de vie assez faible. Typiquement, un tel disjoncteur supporte moins de 4000 manœuvres. De plus, un disjoncteur thermique ne peut pas être réarmé à distance et nécessite donc une intervention manuelle.However, the protection is, as with fuses, imprecise. In addition, bimetal circuit breakers have a fairly short service life. Typically, such a circuit breaker supports less than 4000 operations. In addition, a thermal circuit breaker cannot be reset remotely and therefore requires manual intervention.

L’invention vise à pallier tout ou partie des problèmes cités plus haut en proposant un circuit fonctionnant à la façon d’un bilame et dont la durée de vie est accrue.The invention aims to overcome all or part of the problems mentioned above by proposing a circuit operating like a bimetallic strip and whose lifespan is increased.

Un objet de l'invention est donc un dispositif d’émulation d’un bilame, le dispositif d’émulation comprenant un capteur de courant apte à mesurer un courant de ligne parcourant te dispositif d’émulation, le dispositif d émulation étant apte à fournir une valeur représentative d’un état thermique cumulé dans le temps t, appelée état thermique cumulé, en additionnant par récurrence une valeur représentative d’un état thermique initial, appelée état thermique initial, et une valeur représentative d’un état thermique actuel, appelée état thermique actuel, déterminé en fonction du courant de ligne.An object of the invention is therefore a device for emulating a bimetallic strip, the emulation device comprising a current sensor capable of measuring a line current flowing through the emulation device, the emulation device being capable of providing a value representative of a cumulative thermal state in time t, called cumulative thermal state, by adding by recurrence a value representative of an initial thermal state, called initial thermal state, and a value representative of a current thermal state, called current thermal state, determined based on line current.

Avantageusement, te dispositif d’émulation comprend un opérateur d élévation au carré configuré pour élever au carré une valeur représentative du courant de ligne issue du capteur de courant.Advantageously, the emulation device comprises a square elevation operator configured to square a value representative of the line current from the current sensor.

Selon un premier mode de réalisation, te dispositif d’émulation comprend un composant numérique programmable configuré pour calculer l’état thermique actuel par la relation :According to a first embodiment, the emulation device comprises a programmable digital component configured to calculate the current thermal state by the relation:

Ip2 =1Ip 2 = 1

Eth_on ~~ Z 2 (1 6 f )Eth_on ~~ Z 2 (1 6 f)

Αλ θύ Ethan est la valeur de l’état thermique actuel lorsque te dispositif d’émulation est alimenté par le courant de ligne, où lp est la valeur représentative du courant de ligne, r une constante de temps, et /tft un courant thermique conventionnel du bilame émulé, et par la relation :Αλ θύ E than is the value of the current thermal state when the emulation device is supplied by the line current, where lp is the value representative of the line current, r a time constant, and / tft a thermal current conventional of the emulated bimetal strip, and by the relation:

k'th.off — , 2 X e τ hhk'th.off -, 2 X e τ hh

Où Eth est la valeur de l'état thermique actuel lorsque le dispositif d’émulation n’est pas alimenté par 1e courant de ligne, où lp est la valeur représentative du courant de ligne à l’instant où le dispositif d’émulation n’est plus alimenté, r une constante de temps, et Ith un courant thermique conventionnel du bilame émulé.Where E th is the value of the current thermal state when the emulation device is not supplied by the line current, where lp is the value representative of the line current at the time when the emulation device n 'is more energized, r a time constant, and I th a conventional thermal current of the emulated bimetallic strip.

Avantageusement, te dispositif d’émulation comprend un compteur configuré pour déterminer le temps depuis l’instant où le dispositif d’émulation n’est plus alimenté.Advantageously, the emulation device comprises a counter configured to determine the time since the moment when the emulation device is no longer supplied.

Avantageusement, le composant numérique programmable est de type FPGA.Advantageously, the programmable digital component is of the FPGA type.

Selon un deuxième mode de réalisation, la valeur représentative du courant de ligne est une tension image du courant de ligne, le dispositif d’émulation comprenant au moins un circuit RC série, et comprenant au moins un condensateur aux bornes duquel est mesurée l’état thermique cumulé, le circuit RC série étant connecté à l’opérateur d’élévation au carré, I état thermique initial étant déterminé par l’état de charge initiale du condensateur à la fin d’un cycle de charge ou de décharge, l’état thermique actuel étant déterminé par I évolution de l’état de charge du condensateur.According to a second embodiment, the value representative of the line current is an image voltage of the line current, the emulation device comprising at least one series RC circuit, and comprising at least one capacitor at the terminals of which the state is measured. cumulative thermal, the series RC circuit being connected to the square elevation operator, I initial thermal state being determined by the initial state of charge of the capacitor at the end of a charge or discharge cycle, the state current thermal being determined by I evolution of the state of charge of the condenser.

Avantageusement, l’opérateur d’élévation au carré comprend : un comparateur, configuré pour comparer la tension image avec un signal de rampe, et pour réinitialiser le signal de rampe périodique dès qu il est égal à la tension image, générant ainsi un signal de rampe à période variable ayant, pour chaque période variable, une amplitude maximale égale à la tension image au même instant ;Advantageously, the square elevation operator comprises: a comparator, configured to compare the image voltage with a ramp signal, and to reinitialize the periodic ramp signal as soon as it is equal to the image voltage, thus generating a signal ramp with variable period having, for each variable period, a maximum amplitude equal to the image voltage at the same time;

un intégrateur, connecté en sortie du comparateur, et configuré pour intégrer chaque rampe du signal de rampe à période variable sur une durée égale à la période variable, générant ainsi un signal de rampe intégré, et pour fournir au circuit RC le signal de rampe intégré.an integrator, connected at the output of the comparator, and configured to integrate each ramp of the ramp signal with variable period over a period equal to the variable period, thus generating an integrated ramp signal, and for supplying the RC circuit with the integrated ramp signal .

Avantageusement, le dispositif d’émulation comprend une source de courant continu apte à alimenter un condensateur de rampe avec un courant de rampe continu, le dispositif d’émulation étant apte à réinitialiser le signal de rampe par une décharge commandée du condensateur de rampe.Advantageously, the emulation device comprises a source of direct current capable of supplying a ramp capacitor with a continuous ramp current, the emulation device being able to reset the ramp signal by a controlled discharge from the ramp capacitor.

Avantageusement, le dispositif d’émulation comprend un circuit de détection d’enveloppe, disposé entre l’opérateur d’élévation au carré et le circuit RC série.Advantageously, the emulation device comprises an envelope detection circuit, arranged between the squaring operator and the series RC circuit.

Avantageusement, 1e dispositif d’émulation comprend :Advantageously, the emulation device comprises:

un dispositif de comparaison de la tension image avec une tension de référence, le dispositif de comparaison étant apte à fournir un signal de différence, représentant la différence entre la tension image et la tension de référence ; et un premier diviseur de tension, couplé à un premier interrupteur commandé par le signal de différence, le premier diviseur de tension étant configuré, lorsque le signal de différence est positif, pour diviser la tension image par un coefficient de réduction prédéterminé.a device for comparing the image voltage with a reference voltage, the comparison device being able to supply a difference signal, representing the difference between the image voltage and the reference voltage; and a first voltage divider, coupled to a first switch controlled by the difference signal, the first voltage divider being configured, when the difference signal is positive, to divide the image voltage by a predetermined reduction coefficient.

Avantageusement, le dispositif d’émulation comprend un deuxième diviseur de tension, couplé à un deuxième interrupteur commandé par le signal de différence, le deuxième diviseur de tension étant configuré, lorsque le signal de différence est négatif, pour diviser la tension du signal fourni au circuit RC série par le carré du coefficient de réduction prédéterminé.Advantageously, the emulation device comprises a second voltage divider, coupled to a second switch controlled by the difference signal, the second voltage divider being configured, when the difference signal is negative, to divide the voltage of the signal supplied to the RC circuit series by the square of the predetermined reduction coefficient.

L’invention se rapporte également à un dispositif de protection d’une ligne électrique vis-à-vis d’une surintensité du courant de ligne, le dispositif de protection comprenant :The invention also relates to a device for protecting an electric line against an overcurrent of the line current, the protection device comprising:

- un dispositif d'émulation précité ;- an aforementioned emulation device;

un comparateur d’état, configuré pour comparer l’état thermique cumulé avec une valeur cible ;a state comparator, configured to compare the cumulative thermal state with a target value;

- un dispositif de commutation configuré pour déconnecter la ligne électrique si l’état thermique cumulé dépasse la valeur cible.- a switching device configured to disconnect the power line if the cumulative thermal state exceeds the target value.

D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d’exemple et qui représentent, respectivement :Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge on reading the description made with reference to the accompanying drawings given by way of example and which represent, respectively:

la figure 1, une illustration des niveaux sélectifs associés à la protection thermique d’une ligne de 25 Aeff, pour une application aéronautique ;FIG. 1, an illustration of the selective levels associated with the thermal protection of a 25 Aeff line, for an aeronautical application;

- la figure 2, une représentation par blocs du dispositif de protection selon l’invention ;- Figure 2, a block representation of the protection device according to the invention;

la figure 3, une représentation par blocs du dispositif d émulation selon un mode de réalisation dit « analogique » ;Figure 3, a block representation of the emulation device according to an embodiment called "analog";

la figure 4, une représentation des différents composants analogiques du dispositif d’émulation selon l’invention ;Figure 4, a representation of the different analog components of the emulation device according to the invention;

L’invention vise à émuler un bilame, à l’aide d’un dispositif d émulation, qui reproduit le plus fidèlement possible le comportement d’un bilame. Le bilame à émuler est caractérisé par une courbe de déclenchement (également appelée courbe de trip). La courbe de déclenchement illustre, pour un temps donné, te courant maximal permanent que peut supporter te bilame, avant de s’ouvrir, par exempte pour déclencher la protection d’une ligne à protéger. Par courant maximal permanent, on entend soit un courant continu, soit un courant alternatif. Dans te cas d’un courant alternatif, la valeur du courant maximal permanent correspond à te valeur efficace.The invention aims to emulate a bimetallic strip, using an emulation device, which reproduces the behavior of a bimetallic strip as faithfully as possible. The bimetal strip to be emulated is characterized by a trigger curve (also called trip curve). The tripping curve illustrates, for a given time, the maximum permanent current that the bimetallic strip can support, before opening, for example to trigger the protection of a line to be protected. By permanent maximum current is meant either a direct current or an alternating current. In the case of alternating current, the value of the maximum permanent current corresponds to the rms value.

La figure 1 illustre tes niveaux sélectifs associés à te protection thermique d’une ligne de cuivre de type AWG16. Une telle ligne a, de façon standardisée, un diamètre de 1,29 millimètre. Ce type de ligne est couramment utilisé dans te domaine aéronautique, pour faire circuler un courant à destination d’une charge, par exempte un moteur électrique. Il est bien entendu que l’invention peut être mise en œuvre quelque soit la section de la ligne et quelque soit son matériau dès lors qu’elle est apte à conduire un courant électrique. La charge absorbe un courant d’appel (également appelé « mrush current»). Sur la figure 1, te courant d’appel de la charge a une valeur pour un temps infini estimée à 25 Aeff. Pour un temps infini, la courbe de déclenchement fait apparaître le courant thermique conventionnel Itb du bilame émulé. Il s agit du courant maximal que peut véhiculer en permanence la ligne de cuivre sans échauffement excessif.Figure 1 illustrates your selective levels associated with the thermal protection of an AWG16 type copper line. Such a line has, in a standardized manner, a diameter of 1.29 millimeters. This type of line is commonly used in the aeronautical field, to circulate a current intended for a load, for example an electric motor. It is understood that the invention can be implemented whatever the section of the line and whatever its material as soon as it is able to conduct an electric current. The load absorbs an inrush current (also called "mrush current"). In FIG. 1, the inrush current of the load has a value for an infinite time estimated at 25 Aeff. For an infinite time, the tripping curve shows the conventional thermal current I tb of the emulated bimetallic strip. This is the maximum current that the copper line can permanently carry without excessive heating.

La courbe de déclenchement du bilame doit donc se situer audessus de la courbe représentant le courant d’appel. Le courant thermique conventionnel /tft doit être situé au-dessus de la valeur du courant d’appel (pour un temps infini : 30 Aeff dans l’exemple de la figure 1). Une redondance de protection peut également être mise en œuvre avec un fusible, en cas de défaillance du bilame. La courbe de fusion du fusible est donc située légèrement au-dessus de la courbe de déclenchement du bilame. En I occurrence, la valeur infinie de la courbe de fusion du fusible est de 35 Aeff. La figure 1 représente également une courbe dite « no damage » (ou « sans endommagement »), et une courbe « smoke » (ou « dégagement de fumée »), propres à la ligne à protéger. Elle représente de même le modèle dit « i2t » pour un fusible, à savoir une modélisation du produit du carré du courant par le temps.The bimetal tripping curve must therefore be located above the curve representing the inrush current. The conventional thermal current / tft must be located above the value of the inrush current (for an infinite time: 30 Aeff in the example in Figure 1). Protection redundancy can also be implemented with a fuse, in the event of bimetal failure. The fuse blowing curve is therefore located slightly above the bimetallic trip curve. In this case, the infinite value of the fuse blowing curve is 35 Aeff. Figure 1 also shows a curve called "no damage" (or "without damage"), and a curve "smoke" (or "smoke release"), specific to the line to be protected. It also represents the so-called “i 2 t” model for a fuse, namely a modeling of the product of the square of the current over time.

La courbe de déclenchement du bilame peut être modélisée par la relation dite du bilame :The bimetal trigger curve can be modeled by the so-called bimetal relationship:

l —.................l —.................

Ip est le courant de ligne de la ligne à protéger, et par exemple mesuré par un capteur de courant.Ip is the line current of the line to be protected, and for example measured by a current sensor.

τ est une constante de temps prédéterminée en fonction du courant d’appel imposé par la charge, notamment en phase initiale d’appel de courant.τ is a predetermined time constant as a function of the inrush current imposed by the load, in particular in the initial phase of inrush current.

De la relation précédente, on en déduit que :From the previous relation, we deduce that:

Ip2 ( γ~2 X 1 - 6 T =1 lth ' /Ip 2 (γ ~ 2 X 1 - 6 T = 1 l th '/

On définit un état thermique Ethon, par la relation suivante :We define a thermal state E thon , by the following relation:

Eth_on = x (1 - eT) (1)Eth_on = x (1 - eT) (1)

Si l’état thermique Ethon est inférieur à 1, on déduit des deux relations précédentes que le courant de ligne mesuré IP dépasse la courbe de déclenchement A l’inverse, si l’état thermique on est supérieur à 1, le courant mesuré IP est en-dessous de la courbe d© déclenchement.If the thermal state E thon is less than 1, we deduce from the two previous relationships that the measured line current I P exceeds the tripping curve Conversely, if the thermal state we are greater than 1, the measured current I P is below the trigger curve.

En l’absence de courant de ligne IP, l’état thermique est défini par la relation suivante :In the absence of line current I P , the thermal state is defined by the following relationship:

; 2 -t; 2 -t

Eth-Off ™ x e T (2)Eth-Off ™ xe T (2)

Dans ce cas, dans la relation (2), IP est la valeur représentative du courant de ligne à l’instant où 1e dispositif d’émulation EMU n’est plus alimenté, à savoir juste avant une mise hors tension.In this case, in equation (2), I P is the value representative of the line current at the moment when the emulation device EMU is no longer supplied with power, namely just before powering down.

On peut alors définir un état thermique cumulé Ethn, qui correspond à l’état thermique du bilame émulé cumulé dans te temps.We can then define a cumulative thermal state E thn , which corresponds to the thermal state of the cumulative emulated bimetallic strip in time.

L’état thermique cumulé Ethn est obtenu en tenant compte d’un état thermique actuel (qui peut être l’état thermique Etfl_on lorsque le dispositif d’émulation EMU est alimenté, ou l’état thermique Eth lorsque le dispositif d’émulation EMU n’est pas alimenté), et d’un état thermique initialThe cumulative thermal state E thn is obtained by taking into account a current thermal state (which can be the thermal state E tfl _ on when the emulation device EMU is supplied, or the thermal state E th when the device emulation emulation is not powered), and an initial thermal state

Par exemple, lors de la mise sous tension initiale d’un moteur électrique, un courant de ligne lP ayant une valeur particulièrement élevée peut être mesuré (régime dit transitoire). Puis, la valeur du courant de ligne /P peut baisser (régime dit établi). Lors du régime transitoire, la valeur de l’état thermique cumulé Eth_n est obtenue en additionnant la valeur de l’état thermique initial EthJ, qui peut être éventuellement nulle, avec 1a valeur de I état thermique actuel Etfl on lorsque le dispositif d’émulation EMU est alimenté.For example, during the initial powering up of an electric motor, a line current l P having a particularly high value can be measured (so-called transient regime). Then, the value of the line current / P can drop (so-called established speed). During the transient regime, the value of the cumulative thermal state E th _ n is obtained by adding the value of the initial thermal state E thJ , which may possibly be zero, with the value of the current thermal state E tfl on when the EMU emulation device is powered.

Lors du régime établi, ta valeur de l’état thermique cumulé £th._n est obtenue en additionnant la valeur de l’état thermique initial Etft t, qui est égal à la valeur de l'état thermique cumulé Ethn à la fin du régime transitoire, avec la valeur de l’état thermique actuel Etfl_on lorsque le dispositif d émulation EMU est alimenté. La valeur du courant de ligne IP est dans ce cas plus faible pour te régime établi que pour le régime transitoire.During the established regime, your value of the cumulative thermal state £ th._n is obtained by adding the value of the initial thermal state E tft t , which is equal to the value of the cumulative thermal state E thn at the end of the transient regime, with the value of the current thermal state E tfl _ on when the emulation device EMU is supplied. In this case, the value of the line current I P is lower for the established regime than for the transient regime.

La figure 2 illustre une représentation par blocs d’un dispositif de protection PRO intégrant un dispositif d’émulation EMU conforme à I invention. La ligne électrique LIG à protéger peut être connectée à un circuit électrique CIRC. La valeur de l’état thermique cumulé Eth n est calculée par le dispositif d’émulation EMU, à partir du courant de ligne IP mesuré par le capteur de courant CC. Un comparateur d’état COMP2 compare l’état thermique cumulé Ethn avec une valeur cible Eth cible. La valeur cible Eth cible peut être définie manuellement en fonction de la ligne électrique LIG à protéger d'une potentielle surintensité. Le dispositif de protection PRO comprend également un dispositif de commutation COM, qui déconnecte la ligne LIG si 1e comparateur d’état COMP2 détecte que la valeur de l’état thermique cumulé Ethn est supérieure à la valeur cible Eth cible. Le dispositif de commutation COM peut prendre la forme d’un interrupteur commandé par la sortie du comparateur d’état COMP2. Le dispositif de commutation COM est passant tant que la valeur de l’état thermique cumulé Eth n est inférieure à la valeur cible Ethcible, et bloquant dans 1e cas contraire.FIG. 2 illustrates a block representation of a protection device PRO integrating an emulation device EMU according to the invention. The LIG power line to be protected can be connected to a CIRC electrical circuit. The value of the cumulative thermal state E t h n is calculated by the emulation device EMU, from the line current I P measured by the current sensor CC. A state comparator COMP2 compares the cumulative thermal state E thn with a target value E th target . The target value E th target can be manually defined according to the LIG power line to be protected from a potential overcurrent. The protection device PRO also includes a switching device COM, which disconnects the line LIG if the state comparator COMP2 detects that the value of the cumulative thermal state E thn is greater than the target value E th target . The switching device COM can take the form of a switch controlled by the output of the state comparator COMP2. The switching device COM is on as long as the value of the cumulative thermal state E th n is less than the target value E thcible , and blocking in the opposite case.

Dans un exemple de mise en œuvre de l’invention, 1e bilame émulé est soumis à une alternance de périodes où il est alimenté en courant (périodes d’échauffement), avec des périodes où il n’est pas alimenté en courant (périodes de refroidissement). On peut alors définir par récurrence la valeur l’état thermique cumulé Eth n à la nème période.In an exemplary implementation of the invention, the emulated bimetallic strip is subjected to an alternation of periods when it is supplied with current (periods of heating), with periods where it is not supplied with current (periods of cooling). We can then define by induction the value of the cumulative thermal state E th n at the n th period.

Le calcul d’une exponentielle étant particulièrement complexe en numérique, on peut effectuer, pour une mise en œuvre dans un circuit numérique, une approximation de calcul pour un temps t petit par rapport à la constante de temps τ :The calculation of an exponential being particularly complex in numerical, one can carry out, for an implementation in a digital circuit, a calculation approximation for a time t small compared to the time constant τ:

-t t — e τ s r-t t - e τ s r

EtAnd

-t t e-r si — T-t t e-r si - T

Ainsi, pour une nems période, la valeur l’état thermique cumulé Eth_n es* déterminée par récurrence selon la relation suivante :Thus, for a n ems period, the value of the cumulative thermal state Eth_n es * determined by recurrence according to the following relation:

Ethn = + Eth on n = f- x (1 - TA )+ ÎÙL· x ζΑ ) * th. T 1 T ^_ο//·_η-ι est la valeur de l’état thermique à la fin de la période précédente de mise hors tension 7j. Eth onn est la valeur de l’état thermique à la fin de la période actuelle de mise sous tension T2 . Les périodes de mise hors tension Tr et de mise sous tension T2 peuvent avoir des durées différentes, ou être égales pour un signal d’entrée alternatif. /Pn i est la valeur du courant de ligne juste avant la mise hors tension, et /« la ' * n valeur du courant de ligne lors de la mise sous tension. Par valeur du courant, on entend la valeur efficace du courant. En particulier, pour un signal d’entrée alternatif, la valeur du courant de ligne ZPn i lors de la mise hors tension et la valeur du courant de ligne lPn lors de la mise sous tension sont égales.Ethn = + E th on n = f- x (1 - TA) + ÎÙL · x ζΑ) * th. T 1 T ^ _ο // · _η-ι is the value of the thermal state at the end of the previous power-down period 7d. E th onn is the value of the thermal state at the end of the current power-up period T 2 . The periods of power off T r and power on T 2 may have different durations, or be equal for an AC input signal. / Pn i is the value of the line current just before switching off, and / "la '* n value of the line current when switching on. By current value is meant the rms value of the current. In particular, for an AC input signal, the value of the line current Z Pn i when switching off and the value of the line current l Pn when switching on are equal.

Selon un premier mode de réalisation, la relation de récurrence précitée peut être avantageusement mise en œuvre dans un circuit numérique programmable, par exemple un circuit FPGA (pour « FieldProgrammable Gate Array », réseau de portes programmables), un circuit ASIC (pour Application-Specific Integrated Circuit, circuit intégré propre à une application), ou encore un microcontrôleur.According to a first embodiment, the aforementioned recurrence relation can be advantageously implemented in a programmable digital circuit, for example an FPGA circuit (for “FieldProgrammable Gate Array”, network of programmable gates), an ASIC circuit (for Application- Specific Integrated Circuit, application-specific integrated circuit), or even a microcontroller.

Selon ce mode de réalisation, le dispositif d’émulation EMU, implémenté dans un circuit numérique programmable, comprend un opérateur d élévation au carré. L’opérateur est programmé de façon numérique pour élever au carré une valeur représentative du courant de ligne /p issu du capteur de courant CC, conformément aux relations (1) et (2). L’opérateur peut être programmé pour élever la valeur représentative du courant de ligne lp à une puissance sensiblement différente de 2.According to this embodiment, the emulation device EMU, implemented in a programmable digital circuit, includes a squaring operator. The operator is digitally programmed to square a value representative of the line current / p from the DC current sensor, in accordance with relations (1) and (2). The operator can be programmed to raise the value representative of the line current l p to a power significantly different from 2.

Dans te cas où le dispositif d’émulation n’est pas alimenté (source hors tension), il convient d’équiper le circuit numérique programmable d’un compteur. En effet, lorsque te circuit numérique programmable n’est pas alimenté, le compteur permet d’enregistrer la durée d’absence de courant de ligne. Cette durée peut ensuite être utilisée pour la détermination de l’état thermique initial Eth In the event that the emulation device is not powered (source de-energized), the programmable digital circuit should be equipped with a counter. Indeed, when the programmable digital circuit is not supplied, the counter makes it possible to record the duration of absence of line current. This time can then be used to determine the initial thermal state E th

L’invention peut également, selon un deuxième mode de réalisation, être mise en œuvre dans un circuit analogique. Pour cela, on utilise les relations (1) et (2) définies précédemment. Le circuit proposé implémente de façon analogique la fonction de mise au carré du courant de ligne Ip, ainsi que les fonctions (1 — eT) et (e~), implémentées respectivement pour les périodes de mise sous tension et pour les périodes de mise hors tension du bilame émulé.The invention can also, according to a second embodiment, be implemented in an analog circuit. For this, we use the relations (1) and (2) defined above. The proposed circuit implements analogically the squaring function of the line current I p , as well as the functions (1 - eT) and (e ~), implemented respectively for the power-up periods and for the power-up periods. off the emulated bimetallic strip.

La figure 3 illustre le circuit analogique selon l’invention, en représentation par blocs fonctionnels. Parallèlement à cette représentation par blocs, la figure 4 représente en détail les composants employés, de façon non limitative. Le courant de ligne lP, fourni par le capteur de courant CC, est transmis à un transformateur d’intensité Tl, afin de diviser la valeur du courant par un facteur prédéterminé Ns. Cet abaissement de l’intensité permet d’utiliser dans le circuit analogique des composants capables de traiter des intensités plus faibles. Par exemple, le transformateur d’intensité Tl peut être configuré pour passer d’une intensité de l’ordre de la centaine voire du millier d’Ampères, à une intensité de l’ordre de l’Ampère, en appliquant le rapport souhaité aux nombre de spires du primaire par rapport au nombre de spires du secondaire.FIG. 3 illustrates the analog circuit according to the invention, in representation by functional blocks. In addition to this block representation, FIG. 4 shows in detail the components used, without limitation. The line current l P , supplied by the current sensor CC, is transmitted to an intensity transformer Tl, in order to divide the value of the current by a predetermined factor Ns. This lowering of the intensity makes it possible to use in the analog circuit components capable of processing lower intensities. For example, the intensity transformer Tl can be configured to go from an intensity of the order of a hundred or even a thousand amperes, to an intensity of the order of Ampere, by applying the desired ratio to the number of primary turns relative to the number of secondary turns.

Les alternances négatives du courant de ligne IP abaissé sont ensuite redressées, par un redresseur double alternance RA. Le redresseur double alternance peut être conçu par exempte selon un montage en pont de diodes, comme illustré sur la figure 4. La sortie du redresseur double alternance RA est donc la valeur absolue du signal issu du transformateur d'intensité Tl.The negative half-waves of the lowered line current I P are then rectified by a full-wave rectifier RA. The full-wave rectifier can be designed, for example, according to a diode bridge assembly, as illustrated in FIG. 4. The output of the full-wave rectifier RA is therefore the absolute value of the signal from the intensity transformer T1.

Une résistance RES, illustrée figure 4, est connectée en sortie du redresseur double alternance RA. Ainsi, 1a valeur représentative du courant de ligne IP est une tension du courant de ligne /p, appelée par la suite tension image Vinc.A resistor RES, illustrated in FIG. 4, is connected at the output of the full-wave rectifier RA. Thus, the value representative of the line current I P is a voltage of the line current / p , hereinafter called image voltage V inc .

Selon les relations (1) et (2), une mise au carré de la valeur du courant de ligne /P doit être réalisée. Afin d’effectuer une telle mise au carré de la valeur du courant de ligne IP, il est possible d’utiliser un multiplieur. qui multiplie la valeur du courant de ligne IP par elle-même. Toutefois, les multiplieurs analogiques sont des dispositifs complexes.According to relations (1) and (2), a squaring of the value of the line current / P must be carried out. In order to carry out such a squaring of the value of the line current I P , it is possible to use a multiplier. which multiplies the value of the line current I P by itself. However, analog multipliers are complex devices.

Le calcul de la mise au carré peut également être réalisé en passant par le calcul d'une intégrale. Le calcul de l'intégrale est effectué sur un signal de rampe, produit par un générateur de rampe GR. Un signal de rampe est généré par une charge d’un condensateur de rampe Cramp, représenté figure 4. Le condensateur de rampe Cramp est alimenté par un courant de rampe continu iramp, généré par une source de courant continu SCC. Un amplificateur opérationnel AO1 monté en suiveur peut être couplé au condensateur de rampe Cramp et à la source de courant continu SCC, afin de réaliser une adaptation d'impédance avec l'étage suivant. Un comparateur COMF1 reçoit en entrée la tension image Vinc et le signal de rampe. Le comparateur COMF1 peut prendre la forme d’un amplificateur opérationnel AO2 qui détermine la différence entre la tension image Vinc et le signal de rampe, comme illustré sur la figure 4. La différence est comparée à une tension de référence nulle. A partir de la relation caractéristique du condensateur, on peut établir, lorsque la tension image Vinc et le signal de rampe ont la même amplitude, la relation suivante :The calculation of the squaring can also be carried out by passing by the calculation of an integral. The integral is calculated on a ramp signal, produced by a ramp generator GR. A ramp signal is generated by a load of a ramp capacitor C ramp , shown in FIG. 4. The ramp capacitor C ramp is supplied by a continuous ramp current i ramp , generated by a DC current source SCC. An operational amplifier AO1 mounted as a follower can be coupled to the ramp capacitor C ramp and the direct current source SCC, in order to carry out an impedance adaptation with the next stage. A comparator COMF1 receives as input the image voltage Vi nc and the ramp signal. The comparator COMF1 can take the form of an operational amplifier AO2 which determines the difference between the image voltage V inc and the ramp signal, as illustrated in FIG. 4. The difference is compared to a zero reference voltage. From the characteristic relation of the capacitor, it is possible to establish, when the image voltage V inc and the ramp signal have the same amplitude, the following relation:

tramp c 'ramptramp c 'ramp

Vine iramp (3)Vine iramp (3)

A l’instant où la tension image Vinc et le signal de rampe ont la même amplitude, le comparateur COMF1 commande la décharge du condensateur de rampe Cramp. Un transistor TRO, lui-même couplé au comparateur COMF1, peut être placé en parallèle du condensateur de rampe ^ramp s afin de commander la décharge du condensateur de rampe Cramp. Une fois déchargé, le condensateur de rampe Cramp se recharge à nouveau, jusqu’à ce que la tension image Vinc et le signai de rampe aient de nouveau la même amplitude.At the instant when the image voltage V inc and the ramp signal have the same amplitude, the comparator COMF1 controls the discharge of the ramp capacitor C ramp . A transistor TRO, itself coupled to the comparator COMF1, can be placed in parallel with the ramp capacitor ^ ramp s in order to control the discharge of the ramp capacitor C ramp . Once discharged, the ramp capacitor C ramp recharges again, until the image voltage V inc and the ramp signal have again the same amplitude.

La sortie du comparateur COMF1 est donc un signal de rampe à période tramp variable ayant, pour chaque période tramp variable, une amplitude maximale égale à la tension image Vir:c au même instant. Le signal de rampe à période tramp variable passe ensuite par un intégrateur INTG. L’intégrateur INTG, représenté en détail à la figure 4, est caractérisé par une résistance Rint et par un condensateur Cint sur l’entrée noninverseuse, ainsi que par deux résistances Rlint et R2int sur l'entrée inverseuse. L intégrateur INTG détermine une tension de sortie d’intégrateur ί (RZjnt ; -s \ h-amp [R1 + çtrampThe output of the comparator COMF1 is therefore a ramp signal with variable ramp t period having, for each variable ramp t period, a maximum amplitude equal to the image voltage V ir: c at the same instant. The ramp signal with variable ramp period t then passes through an INTG integrator. The integrator INTG, shown in detail in FIG. 4, is characterized by a resistor R int and by a capacitor C int on the non-inverting input, as well as by two resistors Rl int and R2 int on the inverting input. The INTG integrator determines an integrator output voltage ί (RZjnt; -s \ h-amp [ R1 + çtramp

Vinjnt ~~ f A „----X I tdt ^intLrampRmt Jq i f 2 (R^int , 4 λ irampt-ramp J ^in_int X'X A ~ ώ mt ramp n intVinjnt ~~ f A „---- XI tdt ^ intLrampRmt Jq if 2 (R ^ int, 4 λ i ramp t -ramp J ^ in_int X'X A ~ ώ mt ramp n int

Ainsi, à partir de la relation (3) : Vinjnt ~ ^iYétu·2 “ ^2^p2 Thus, from relation (3): Vinjnt ~ ^ iYétu · 2 “^ 2 ^ p 2

Où ky et fc2sont des constantes de proportionnalité.Where ky and fc 2 are constants of proportionality.

L’opérateur d’élévation au carré CAR, constitué du comparateur COMP1 et de l’intégrateur INTG, permet ainsi d’obtenir un carré de la valeur représentative du courant de ligne IP.The square elevation operator CAR, consisting of the comparator COMP1 and the integrator INTG, thus makes it possible to obtain a square of the value representative of the line current I P.

Un circuit de détection d’enveloppe CDE est couplé à I opérateur d élévation au carré CAR, afin de récupérer l’enveloppe du signal mis au carré. Différents types de circuits de détection d'enveloppe peuvent être employés, notamment un circuit de détection de crête. Avantageusement, le circuit de détection d enveloppe CDE est un échantillonneur-bloqueur. II comprend un interrupteur et un condensateur C1. L’interrupteur est commandé par un signal d’échantillonnage echJ2, comme illustré par la figure 4. Tant que l'interrupteur est fermé, le condensateur joue le rôle d’élément mémoire vis-à-vis du signal issu de l’intégrateur INTG. Lorsque I interrupteur reçoit une impulsion d’ouverture, le condensateur, isolé vis-à-vis du signal issu de l’intégrateur INTG, restitue la valeur mémorisée. Avantageusement, le signal d'échantillonnage fixé par te comparateurAn envelope detection circuit CDE is coupled to the squaring operator CAR, in order to recover the envelope of the squared signal. Different types of envelope detection circuits can be used, in particular a peak detection circuit. Advantageously, the CDE envelope detection circuit is a sampler-blocker. It includes a switch and a capacitor C1. The switch is controlled by a sampling signal echJ2, as illustrated in Figure 4. As long as the switch is closed, the capacitor acts as a memory element vis-à-vis the signal from the integrator INTG . When the switch receives an opening pulse, the capacitor, isolated from the signal from the integrator INTG, restores the stored value. Advantageously, the sampling signal fixed by the comparator

COMP1. Il transmet l’impulsion d’ouverture à chaque fois que la tension image Vinc et le signal de rampe ont la même amplitude. Ainsi, I échantillonneur-bloqueur récupère, pour chaque période variable tramp, le maximum du signal de rampe à période variable, avec une sortie constante entre chaque commande d'ouverture. Une enveloppe sensiblement égale au carré de la tension image peut ainsi être récupérée.COMP1. It transmits the opening pulse each time the image voltage V inc and the ramp signal have the same amplitude. Thus, the sampler-blocker recovers, for each variable period t ramp , the maximum of the ramp signal with variable period, with a constant output between each opening command. An envelope substantially equal to the square of the image voltage can thus be recovered.

La valeur de l’état thermique cumulé Ethn est mesurée aux bornes du condensateur d’un circuit RC série CIRC_RC. Le circuit RC série CIRC_RC comprend une résistance Rm connectée directement ou indirectement au circuit de détection d’enveloppe CDE, et un condensateur Cm aux bornes duquel est mesurée la valeur de l'état thermique cumulé Etfl n. La charge du condensateur Cm émule le comportement d’un bilame lors des phases d’échauffement. Le circuit RC série Cl RC... RC réalise ainsi la fonction -i (1 - e *), décrite dans la relation (1). La décharge du condensateur Cm émule le comportement d’un bilame lors des phases de refroidissement. Le circuit RC série CIRC__RC réalise ainsi la fonction (e~), décrite dans la relation (2). Il est à noter que :The value of the cumulative thermal state E t h n is measured across the capacitor of a RC circuit CIRC_RC series. The series RC circuit CIRC_RC comprises a resistor Rm connected directly or indirectly to the envelope detection circuit CDE, and a capacitor Cm at the terminals of which the value of the cumulative thermal state E tfl n is measured. The charge of the capacitor Cm emulates the behavior of a bimetallic strip during the heating phases. The series RC circuit Cl RC ... RC thus performs the function -i (1 - e *), described in relation (1). The discharge of the capacitor Cm emulates the behavior of a bimetallic strip during the cooling phases. The RC circuit CIRC__RC series thus performs the function (e ~), described in relation (2). It is to highlight that :

t ~ Rm x Cmt ~ Rm x Cm

La constante de temps r se retrouve dans la relation du bilame. Le choix des valeurs numériques de la résistance Rm et du condensateur Cm détermine donc l’allure de la courbe de déclenchement du bilame, qui doit se situer de préférence au-dessus de la courbe de courant d’appel imposé par la charge.The time constant r is found in the relation of the bimetallic strip. The choice of the numerical values of the resistance Rm and of the capacitor Cm therefore determines the shape of the bimetallic trip curve, which should preferably be located above the inrush current curve imposed by the load.

Le dispositif d'émulation précité est configuré pour travailler avec un courant de ligne IP ayant une grande dynamique. La valeur du courant de ligne IP peut notamment passer d’une valeur de courant nominal In, qui correspond à la valeur maximale du courant d’appel (200 Aeff dans I exemple de la figure 1). à une valeur dix fois plus petite en régime établi. De même, la valeur du courant de ligne IP peut fortement dépasser la valeur de courant nominal Zn, par exempte au démarrage d’un moteur électrique. La valeur du courant de ligne /P peut être par moment dix fois plus petite que la valeur de courant nominal In, et par moment être dix fois plus grande. Cette dynamique importante peut engendrer une perte de précision pour la détermination de l’état thermique cumulé Eth n.The aforementioned emulation device is configured to work with a line current I P having a high dynamic range. The value of the line current I P can in particular pass from a nominal current value I n , which corresponds to the maximum value of the inrush current (200 Aeff in I example of FIG. 1). at a value ten times smaller in steady state. Likewise, the value of the line current I P can greatly exceed the value of the nominal current Z n , for example when starting an electric motor. The value of the line current / P can at times be ten times smaller than the nominal current value I n , and at times be ten times greater. This important dynamic can generate a loss of precision for the determination of the cumulative thermal state E th n .

Ainsi, pour un courant de ligne IP ayant une valeur supérieure à la valeur du courant nominal /„, la tension image Vinc du courant de ligne IP est divisée par un coefficient de réduction k prédéterminé. Pour cela, un premier diviseur de tension DT1 est connecté à te résistance RES. Le premier diviseur de tension DT1 peut être de type résistif. Sur la figure 4, un premier interrupteur commandé TR1 est passant lorsque la tension image Vinc est détectée comme étant supérieure à une tension de seuil Vref. La tension de seuil Vrey est déterminée en fonction de te valeur de courant nominal In. Dans ce cas, une fraction du signal issu de la résistance RES est prélevée aux bornes de la résistance de plus petite valeur. La détection du dépassement de la tension de seuil Vref. peut être effectuée par un comparateur AO3. Le comparateur AO3 fournit un signal de différence Div, représentant la différence entre la tension image Vinc et la tension de référence Vref.Thus, for a line current I P having a value greater than the value of the nominal current / „, the image voltage V inc of the line current I P is divided by a predetermined reduction coefficient k. For this, a first voltage divider DT1 is connected to the resistor RES. The first voltage divider DT1 can be of the resistive type. In FIG. 4, a first controlled switch TR1 is on when the image voltage V inc is detected as being greater than a threshold voltage V ref . The threshold voltage V re y is determined as a function of the nominal current value I n . In this case, a fraction of the signal from the resistor RES is taken across the resistor of smaller value. Detection of exceeding the threshold voltage V re f. can be performed by an AO3 comparator. The comparator AO3 supplies a difference signal Div, representing the difference between the image voltage V inc and the reference voltage Vref.

Lorsque le comparateur AO3 ne détecte pas de dépassement de la tension de seuil Vref, te tension issue du circuit détecteur d’enveloppe CDE est divisée par te coefficient k2, et la tension image Vinc du courant de ligne IP n’est pas par divisée par le coefficient de réduction k. Pour cela, un deuxième diviseur de tension DT2 est connecté entre le circuit détecteur d enveloppe CDE et le circuit RC série CIRC_RC. Un deuxième interrupteur commandé TR2 est passant lorsque la tension image Vinc est détectée comme étant inférieure à la tension de seuil Vref, à savoir lorsque le signal de différence Div est négatif.When the comparator AO3 does not detect that the threshold voltage V ref is exceeded, the voltage from the envelope detector circuit CDE is divided by the coefficient k 2 , and the image voltage V inc of the line current I P is not not by divided by the reduction coefficient k. For this, a second voltage divider DT2 is connected between the envelope detector circuit CDE and the series RC circuit CIRC_RC. A second controlled switch TR2 is on when the image voltage V inc is detected as being lower than the threshold voltage V re f, namely when the difference signal Div is negative.

D’autres modes de réalisation peuvent être envisagés, afin de tenir compte de la grande dynamique du courant de ligne 1P. Par exemple, un seuil haut (par exemple très supérieur au courant nominal ln) et un seuil bas (par exempte très inférieur au courant nominal /„). peuvent être définis. Dans ce cas, te coefficient de réduction k n’est appliqué à la tension image Vinc que si te courant de ligne est supérieur au seuil haut, et te coefficient de réduction k2 n est appliqué à la sortie du circuit détecteur d’enveloppe CDE que si le courant de ligne est inférieur au seuil bas.Other embodiments can be envisaged, in order to take account of the great dynamics of the line current 1 P. For example, a high threshold (for example much higher than the nominal current l n ) and a low threshold (for example much lower than the nominal current / „). can be defined. In this case, the reduction coefficient k is only applied to the image voltage V inc if the line current is greater than the high threshold, and the reduction coefficient k 2 n is applied to the output of the envelope detector circuit CDE only if the line current is below the low threshold.

Claims (12)

REVENDICATIONS 1. Dispositif d’émulation (EMU) d’un bilame, le dispositif d émulation (EMU) comprenant un capteur de courant (CC) apte à mesurer un courant de ligne (/p) parcourant le dispositif d’émulation (EMU), le dispositif d'émulation (EMU) étant apte à fournir une valeur représentative d’un état thermique cumulé (Eth_n) dans le temps t, appelée état thermique cumulé (Eth„n), en additionnant par récurrence une valeur représentative d’un état thermique initial (Eîhj), appelée état thermique initial (Ethj), et une valeur représentative d’un état thermique actuel (Eîh_on, Eth_Off), appelée état thermique actuel (Eth_on, Eth_Off), déterminé en fonction du courant de ligne (/P).1. Emulation device (EMU) for a bimetallic strip, the emulation device (EMU) comprising a current sensor (CC) capable of measuring a line current (/ p ) flowing through the emulation device (EMU), the emulation device (EMU) being able to provide a value representative of a cumulative thermal state (E t h_ n ) in time t, called the cumulative thermal state (Eth „n), by adding by recurrence a representative value d 'an initial thermal state (E îh j), called initial thermal state (E th j), and a value representative of a current thermal state (E îh _ on , E t h_ O ff), called current thermal state (And h _on, E t h_ O ff), determined according to the line current (/ P ). 2. Dispositif d’émulation (EMU) selon la revendication 1, comprenant un opérateur d’élévation au carré (CAR) configuré pour élever au carré une valeur représentative du courant de ligne (IP) issue du capteur de courant (CC).2. Emulation device (EMU) according to claim 1, comprising a squaring operator (CAR) configured to squaring a value representative of the line current (I P ) from the current sensor (CC). 3. Dispositif d’émulation selon la revendication 2, comprenant un composant numérique programmable configuré pour calculer l’état thermique actuel (EEh_on, Eth_Off) par la relation :3. An emulation device according to claim 2, comprising a programmable digital component configured to calculate the current thermal state (E E h_ on , E t h_ O ff) by the relation: lp2 zllp 2 zl Ethon = ““2 X (1 “ e T )Ethon = ““ 2 X (1 “e T) Ah θύ Ethon est la valeur de l’état thermique actuel lorsque le dispositif d’émulation (EMU) est alimenté par le courant de ligne (IP), où 1P est la valeur représentative du courant de ligne (JP), τ une constante de temps, et Ith un courant thermique conventionnel du bilame émulé, et par la relation :Ah θύ E thon is the value of the current thermal state when the emulation device (EMU) is supplied by the line current (I P ), where 1 P is the value representative of the line current (J P ), τ a time constant, and I th a conventional thermal current of the emulated bimetallic strip, and by the relation: h2 Eth_off - --z x e ?h 2 E th_off - --zxe? Ahha Eth_off est la valeur de l’état thermique actuel lorsque le dispositif d’émulation (EMU) n’est pas alimenté par le courant de ligne (/P), où ZPest la valeur représentative du courant de ligne (7P) à l’instant où le dispositif d’émulation (EMU) n'est plus alimenté, τ une constante de temps, et Ith un courant thermique conventionnel du bilame émulé.Where E th_off is the value of the current thermal state when the emulation device (EMU) is not supplied by the line current (/ P ), where Z P is the value representative of the line current (7 P ) at the moment when the emulation device (EMU) is no longer supplied, τ a time constant, and I th a conventional thermal current of the emulated bimetallic strip. 4. Dispositif d’émulation selon la revendication 3, comprenant un compteur configuré pour déterminer le temps (t) depuis I instant où le dispositif d’émulation (EMU) n’est plus alimenté.4. An emulation device according to claim 3, comprising a counter configured to determine the time (t) since I instant when the emulation device (EMU) is no longer supplied. 5. Dispositif d’émulation selon l’une des revendications 3 ou5. Emulation device according to one of claims 3 or 4, le composant numérique programmable étant de type FPGA.4, the programmable digital component being of the FPGA type. 6. Dispositif d’émulation selon la revendication 2, la valeur représentative du courant de ligne (/P) étant une tension image (Vine) du courant de ligne (/P), le dispositif d’émulation (EMU) comprenant au moins un circuit RC série (CIRC__RC), et comprenant au moins un condensateur (Cm) aux bornes duquel est mesurée l’état thermique cumulé (Eth_n), le circuit RC série (CIRC_RC) étant connecté à l’opérateur d’élévation au carré (CAR), l’état thermique initial (Ethj) étant déterminé par l’état de charge initiale du condensateur (Cm) à la fin d'un cycle de charge ou de décharge, l’état thermique actuel (Eth_on, Eth_off) étant déterminé par l’évolution de l’état de charge du condensateur (Cm).6. An emulation device according to claim 2, the value representative of the line current (/ P ) being an image voltage (Vine) of the line current (/ P ), the emulation device (EMU) comprising at least one series RC circuit (CIRC_RC), and comprising at least one capacitor (Cm) at the terminals of which the cumulative thermal state is measured (E t h_ n ), the series RC circuit (CIRC_RC) being connected to the elevation operator at square (CAR), the initial thermal state (E th j) being determined by the initial charge state of the capacitor (Cm) at the end of a charge or discharge cycle, the current thermal state (E t h_ on , E t h_off) being determined by the evolution of the state of charge of the capacitor (Cm). 7. Dispositif d’émulation selon la revendication 6, l’opérateur d’élévation au carré (CAR) comprenant :7. An emulation device according to claim 6, the squaring operator (CAR) comprising: - un comparateur (COMF1), configuré pour comparer la tension image (Vine) avec un signal de rampe, et pour réinitialiser le signal de rampe périodique dès qu’il est égal à la tension image (Vine), générant ainsi un signal de rampe à période variable (tramp) ayant, pour chaque période variable (tramp), une amplitude maximale égale à la tension image (Vine) au même instant ;- a comparator (COMF1), configured to compare the image voltage (Vine) with a ramp signal, and to reset the periodic ramp signal as soon as it is equal to the image voltage (Vine), thus generating a ramp signal with variable period (t ramp ) having, for each variable period (t ramp ), a maximum amplitude equal to the image voltage (Vine) at the same time; - un intégrateur (INTG), connecté en sortie du comparateur (COMP1), et configuré pour intégrer chaque rampe du signal de rampe à période variable sur une durée égale à la période variable (tramp), générant ainsi un signal de rampe intégré, et pour fournir au circuit RC le signal de rampe intégré,- an integrator (INTG), connected at the output of the comparator (COMP1), and configured to integrate each ramp of the ramp signal with variable period over a period equal to the variable period (t ramp ), thus generating an integrated ramp signal, and to supply the RC circuit with the integrated ramp signal, 8. Dispositif d’émulation selon la revendication 7, comprenant une source de courant continu (SCC) apte à alimenter un condensateur de rampe (Cramp) avec un courant de rampe continu (iramp). le dispositif d’émulation (EMU) étant apte à réinitialiser le signal de rampe par une décharge commandée du condensateur de rampe (Crarnp).8. An emulation device according to claim 7, comprising a direct current source (SCC) capable of supplying a ramp capacitor (C ramp ) with a continuous ramp current (i ramp ). the emulation device (EMU) being able to reset the ramp signal by a controlled discharge of the ramp capacitor (C rarnp ). 9. Dispositif d’émulation selon l’une des revendications 6 à9. Emulation device according to one of claims 6 to 8, comprenant un circuit de détection d’enveloppe (CDE), disposé entre l’opérateur d’élévation au carré (CAR) et le circuit RC série (CIRC_RC).8, including an envelope detection circuit (CDE), arranged between the squaring operator (CAR) and the serial RC circuit (CIRC_RC). 10. Dispositif d’émulation selon l’une des revendications 6 à10. Emulation device according to one of claims 6 to 9, comprenant :9, including: - un dispositif de comparaison (AO3) de la tension image (Vine) avec une tension de référence (Vref), le dispositif de comparaison (AO3) étant apte à fournir un signal de différence (Div), représentant la différence entre la tension image (Vine) et la tension de référence (Vref) ; et un premier diviseur de tension (DT1), couplé à un premier interrupteur (TR1) commandé par le signal de différence (Div), le premier diviseur de tension (DT1) étant configuré, lorsque le signal de différence (Div) est positif, pour diviser la tension image (Vine) par un coefficient de réduction (k) prédéterminé.- a comparison device (AO3) of the image voltage (Vine) with a reference voltage (Vref), the comparison device (AO3) being able to supply a difference signal (Div), representing the difference between the image voltage (Vine) and the reference voltage (Vref); and a first voltage divider (DT1), coupled to a first switch (TR1) controlled by the difference signal (Div), the first voltage divider (DT1) being configured, when the difference signal (Div) is positive, to divide the image voltage (Vine) by a predetermined reduction coefficient (k). 11. Dispositif d’émulation selon la revendication 10, comprenant un deuxième diviseur de tension (DT2), couplé à un deuxième interrupteur (TR2) commandé par le signai de différence (Div), le deuxième diviseur de tension (DT2) étant configuré, lorsque le signal de différence (Div)11. An emulation device according to claim 10, comprising a second voltage divider (DT2), coupled to a second switch (TR2) controlled by the difference signal (Div), the second voltage divider (DT2) being configured, when the difference signal (Div) 5 est négatif, pour diviser la tension du signal fourni au circuit RC série par le carré du coefficient de réduction (k) prédéterminé.5 is negative, to divide the voltage of the signal supplied to the series RC circuit by the square of the predetermined reduction coefficient (k). 12. Dispositif de protection (PRO) d’une ligne électrique (LIG) vis-à-vis d’une surintensité du courant de ligne (/P), caractérisé en ce que le12. Protection device (PRO) of an electric line (LIG) against an overcurrent of the line current (/ P ), characterized in that the 10 dispositif de protection (PRO) comprend :10 protection device (PRO) includes: - un dispositif d’émulation (EMU) selon l’une des revendications précédentes ;- an emulation device (EMU) according to one of the preceding claims; un comparateur d’état (COMP2), configuré pour comparer l’état thermique cumulé (Eth_n) avec une valeur cible 1 $ (Efh_cibte)a state comparator (COMP2), configured to compare the cumulative thermal state (Eth_ n ) with a target value of $ 1 (Efh_cibte) - un dispositif de commutation (COM) configuré pour déconnecter la ligne électrique (LIG) si l’état thermique cumulé (Eth__n) dépasse la valeur cible.- a switching device (COM) configured to disconnect the power line (LIG) if the cumulative thermal state (Eth__n) exceeds the target value.
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